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水圏生態系における巨大ウイルスの生態ならびに宿主との相互作用の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 20H03078
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

武村 政春  東京理科大学, 教養教育研究院神楽坂キャンパス教養部, 教授 (50303623)

研究分担者 村田 和義  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特任教授 (20311201)
緒方 博之  京都大学, 化学研究所, 教授 (70291432)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード巨大ウイルス / メドゥーサウイルス / 水圏生命科学 / ウイルス・宿主相互作用 / 環境ウイルス / アカントアメーバ / 細胞変性効果 / DNAウイルス / ヒストン / 水圏生態系 / 細胞動態解析
研究開始時の研究の概要

巨大ウイルスは、その複雑性から一部の機能を欠く細胞性生物であるとさえ言え、生物の進化・分類に新たな議論を投げかけているが、生態系レベルの研究はほとんどない。そこで本研究では、「水圏生態系において巨大ウイルスはどのような位置づけにあるのか」という問いを立て、宿主微生物を含めた水圏生態系の視点から、ウイルス・宿主相互作用ならびに巨大ウイルスの生態と進化を解明することを目的とし、「ウイルス・宿主相互作用」、「分布と多様性」、「ウイルス間競争」の3つ研究テーマを遂行する。この研究により、生態系の一員としての巨大ウイルスの生物学的意義が明らかとなり、水圏生態系の解明に大きく貢献することが期待される。

研究成果の概要

巨大ウイルスは、粒子径、ゲノムサイズ、構造的複雑性などでこれまでのウイルスを大きく上回る。本研究は、これまであまり行われていないウイルス・宿主相互作用の解明を目的とした。その結果、ホクトウイルスによる宿主細胞凝集効果が、ガラクトース認識機構を介して起こること、細胞動態の定量化により、それぞれのウイルス固有の細胞変性効果を識別できること、メドゥーサウイルスの発現遺伝子が、発現開始のタイミングにより5つのカテゴリーに分けられること、メドゥーサウイルス粒子が、その内部状態により4種類あること、コトンウイルスのウイルス工場がゴルジ体に由来する脂質二重層で構成されること、などが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、巨大ウイルスと宿主との相互作用に着目している点と、巨大ウイルスの局所的な多様性をもとに巨大ウイルスの地理的な分布の生物学的意義に着目している点にある。これらに焦点を当て、分子から生態までを網羅的・体系的に研究を推進している例はこれまでにない。本研究により、先行するフランスの研究グループに匹敵する巨大ウイルス研究の基盤の形成が期待できるとともに、国内外の巨大ウイルス研究、ウイルス学研究ならびに微生物生態学研究に、新たな方向性を示すことができる。水圏における微生物生態系の一員としての巨大ウイルスの生物学的意義が明らかとなり、水圏生命科学の発展に大きく寄与することが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis of morphological changes in the nucleus and vacuoles of Acanthamoeba castellanii following giant virus infection2023

    • 著者名/発表者名
      Sho Fukaya, Lisa Masuda, Masaharu Takemura
    • 雑誌名

      Microbiol. Spectrum

      巻: 11 号: 2

    • DOI

      10.1128/spectrum.04182-22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Mamonoviridae", a proposed new family of the phylum Nucleocytoviricota2023

    • 著者名/発表者名
      Ruixuian Zhang, Masaharu Takemura, Kazuyoshi Murata, Hiroyuki Ogata
    • 雑誌名

      Arch. Virol.

      巻: 168 号: 3 ページ: 80-80

    • DOI

      10.1007/s00705-022-05633-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome sequence of new Candidatus Phylum Dependentiae isolate from Chiba, Japan.2022

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 11 号: 2

    • DOI

      10.1128/mra.01123-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2-Dimensional Genetic Algorithm Exhibited an Essentiality of Gene Interaction for Evolution.2022

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Akashi, Ichiro Fujihara, Masaharu Takemura, Mitsuru Furusawa.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 538 ページ: 111044-111044

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111044

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological and Taxonomic Properties of the Newly Isolated Cotonvirus japonicus, a New Lineage of the Subfamily Megavirinae.2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Haruna、Fukaya Sho、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Takemura Masaharu
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 95 号: 18

    • DOI

      10.1128/jvi.00919-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sinking of four species of living diatom cells directly observed by a “tumbled” optical microscope.2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hamano, Shingo Shoumura, Yuto Takeda, Tokio Yamazaki, Kota Hirayama, Yasutaka Hanada, Shigeki Mayama, Masaharu Takemura, Han-Jia Lin, and Kazuo Umemura.
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 27 号: 5 ページ: 1154-1160

    • DOI

      10.1017/s1431927621012150

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinetic analysis of Acanthamoeba castellanii infected with giant viruses quantitatively revealed process of morphological and behavioral changes in host cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Sho Fukaya and Masaharu Takemura.
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1128/spectrum.00368-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RNA Sequencing of Medusavirus Suggests Remodeling of the Host Nuclear Environment at an Early Infection Stage2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ruixuan、Endo Hisashi、Takemura Masaharu、Ogata Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 9 号: 2

    • DOI

      10.1128/spectrum.00064-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Medusavirus Stheno, Isolated from the Tatakai River of Uji, Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Yoshida, Ruixuan Zhang, Kimberly G. Garcia, Hisashi Endo, Yasuhiro Gotoh, Tetsuya Hayashi, Masaharu Takemura, Hiroyuki Ogata.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1128/mra.01323-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>Marseilleviridae</i> Lineage B Diversity and Bunch Formation Inhibited by Galactose2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Aoki, Sho Fukaya, Haruna Takahashi, Mio Kobayashi, Kenta Sasaki, Masaharu Takemura.
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 36 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME20139

    • NAID

      130007988403

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft genome sequence of Pandoravirus japonicus isolated from the Sabaishi River, Niigata, Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Nao Hosokawa, Haruna Takahashi, Keita Aoki, and Masaharu Takemura.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 10 号: 19

    • DOI

      10.1128/mra.00365-21

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Medusavirus Ancestor in a Proto-Eukaryotic Cell: Updating the Hypothesis for the Viral Origin of the Nucleus.2020

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 571831-571831

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.571831

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Medusavirus histone H1の宿主に与える影響と機能の解明2022

    • 著者名/発表者名
      山本果奈, 武村政春
    • 学会等名
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Phylogenomic Analysis to Define the Taxonomic Classification of Medusaviruses Isolated in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Ruixuan Zhang, Masaharu Takemura, Kazuyoshi Murata, Hiroyuki Ogata
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ミミウイルス感染アメーバにおいて細胞変性効果を誘引する因子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      和地美来、菊池風花、大場真己、竹前等、武村政春、水谷哲也
    • 学会等名
      第165回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mysterious relationship between moumouvirus and its host amoebae2022

    • 著者名/発表者名
      武村政春
    • 学会等名
      第5回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨大ウイルスが有する糖転移酵素様タンパク質の性状解析2022

    • 著者名/発表者名
      戸室幸太郎、矢木宏和、関口太一郎、谷中冴子、内橋貴之、武村政春、加藤晃一
    • 学会等名
      日本生物物理学会中部支部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] EM観察により解明されたメドゥーサウイルスの粒子成熟過程2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉凌人, Song Chihong, Kayama Yoko, Takemura Masaharu, Murata Kazuyoshi
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第77回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Shuffling Giants: Genome recombination between giant viruses isolated in Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Kimberly G. Garcia, Koki Yoshida, Keita Aoki, Hisashi Endo, Masaharu Takemura, Hiroyuki Ogata.
    • 学会等名
      10th Aquatic Virus Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNA-seq of medusavirus suggests remodeling of the host nuclear environment at an early infection stage.2021

    • 著者名/発表者名
      Ruixuan Zhang, Hisashi Endo, Masaharu Takemura, Hiroyuki Ogata
    • 学会等名
      10th Aquatic Virus Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 巨大ウイルスの一種medusavirusの持つヒストン様タンパク質H2A, H2Bの精製とDNA結合能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木健太, 東浦彰史, 武村政春
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ウイルスの一種Medusavius sthenoの持つヒストン様タンパク質H3-H4の精製ならびに動態解析による姉妹株の比較2021

    • 著者名/発表者名
      小林実桜, 松村和樹, 増田りさ, 緒方博之, 武村政春
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アカントアメーバ強制発現系を用いたmedusavirusヒストンH1遺伝子の強制発現ならびにH1タンパク質のクローニングと精製2021

    • 著者名/発表者名
      山本果奈, 小林実桜, 武村政春
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 位相差顕微鏡下での巨大ウイルス感染Acanthamoeba castellaniiの行動解析2021

    • 著者名/発表者名
      深谷将, 青木啓太, 小林実桜, 増田りさ, 武村政春
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Medusavirus sthenoの持つヒストン様タンパク質H3-H4の精製ならびに感染細胞の動態解析による姉妹株との比較2021

    • 著者名/発表者名
      小林実桜, 松村和樹, 増田りさ, 緒方博之, 武村政春
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Acanthamoeba castellanii medusavirusの持つヒストン様タンパク質H2A, H2Bの精製とDNA結合能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木健太, 東浦彰史,武村政春
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ウイルスはなぜヒストン遺伝子を持っているのか?2021

    • 著者名/発表者名
      武村政春
    • 学会等名
      第4回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the genomic features and the infection cycle of Cotonvirus japonicus, a novel giant virus belonging to a new lineage in the family Mimiviridae.2020

    • 著者名/発表者名
      Haruna Takahashi, Sho Fukaya, Masaharu Takemura.
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ウイルスがアメーバを”食べる”方法と、その進化について.2020

    • 著者名/発表者名
      武村政春.
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第14回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ウイルスの進化史を考える2022

    • 著者名/発表者名
      武村政春
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      技術評論社
    • ISBN
      9784297127732
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ベーシック生物学(増補改訂版)2021

    • 著者名/発表者名
      武村政春
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      9784785352431
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ウイルスはささやく2021

    • 著者名/発表者名
      武村政春.
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      春秋社
    • ISBN
      9784393332368
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 細胞とはなんだろう2020

    • 著者名/発表者名
      武村政春.
    • 総ページ数
      256
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065215661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京理科大学・武村政春研究室ウェブサイト

    • URL

      https://takemura-lab.azurewebsites.net/main/index

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 武村研究室ウェブサイト

    • URL

      https://takemura-lab.azurewebsites.net/main/index

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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